低温铝诱导非晶硅晶化的热力学机理研究

采用磁控溅射方法沉积了Al/Si薄膜,通过自然氧化形成中间层,再结合快速光热退火制备出微晶硅.研究了铝诱导非晶硅晶化的两个热力学过程:Si的扩散和Si的形核长大.利用拉曼散射光谱仪和X射线衍射仪对薄膜进行了结构表征.结果表明:在铝诱导非晶硅的晶化过程中引入中间氧化层,有利于改善晶化效果,获得晶粒较大且结构均匀的薄膜;低温下,温度对Si的扩散起决定作用,过厚的氧化层会阻碍Si的扩散,使其浓度不能达到临界形核浓度,无法使非晶硅晶化;较大的Al晶粒及Al对Si晶粒的“润湿”能在低温下诱导非晶硅晶化.

原位法合成颗粒增强Al-Cu基复合材料的热力学机理研究

通过对原位法合成颗粒增强Al-Cu基复合材料的热力学机理进行分析,从热力学角度确定反应进行的可能性,并确定热力学相关工艺参数。结果表明,原位法合成颗粒增强Al-Cu基复合材料在热力学理论上为强放热反应,反应的吉布斯自由能为-1 108 k J/mol,绝热温度为5 100 K,反应可自发进行且进行彻底。

SiC还原磷灰石气化脱磷的热力学机理研究

以SiC为还原剂,Na_(2)CO_(3)、Al_(2)O_(3)和SiO_(2)为辅助脱磷剂研究磷酸钙的还原气化脱磷机理。利用Fact Sage7.1热力学软件计算以及试验分析了不同温度以及辅助脱磷剂添加量对气化脱磷的影响。结果表明:脱磷反应在无液相参与时还原程度较低,在1300℃下气化脱磷率为17.83%。辅助脱磷剂Na_(2)CO_(3)添加量分别为6%、8%和10%时生成液相,气化脱磷率显著提高。X射线衍射分析结果显示,产物中硅酸钙盐较多,与模拟中脱磷反应的固相产物一致。最佳的辅助脱磷剂Na_(2)CO_(3)添加量为8%、Al_(2)O_(3)添加量为7.7%、SiO_(2)添加量为14.06%,在1300℃下对应的气化脱磷率为86.50%。当辅助脱磷剂Na_(2)CO_(3)添加量达到10%时,气化脱磷率降低到35.79%,检测到固相产物中有Na_(2)Ca_(3)Al_(2)(PO_(4))_(2)(SiO_(4))_(2)存在,这是霞石与磷酸钙在1300℃下的反应产物,导致磷元素被固定在其中无法气化脱除,从而降低了气化脱磷率。

基于热力学机理与数据挖掘的磨煤机预警系统

为实现磨煤机状态预警,提高磨煤机运行的稳定性。以热力学为基础,对Hp934型中速磨煤机内部煤质量、水分质量、能量平衡进行分析,确定了表征磨煤机运行状态的特征参数。用相关性分析、正态分布和置信度算法等方法对大量实际生产数据进行挖掘整理,确定了各工况下磨煤机稳定运行的各特征参数边界,制定了预警规则,建立了磨煤机的预警模型。测试结果表明,该模型能判断磨煤机运行的早期异常,证明了该预警模型的有效性和可行性,能为实现磨煤机的运维提供参考。

阻燃聚酯纤维染色热力学机理研究

为研究阻燃聚酯纤维的染色热力学机理,采用分散蓝染料对阻燃聚酯纤维进行染色热力学染色试验并绘制染料染色吸附等温线。结果表明,随着染液浓度的增加,分散蓝染料对阻燃聚酯纤维的上染率增加,直至染色达到平衡,分散蓝染料对阻燃聚酯纤维的染色吸附等温线符合能斯特型特征;当染色温度从125℃提高到130℃时,分配系数K升高,染料对纤维的染色亲和力提高,染色热值为正,染色过程为吸热过程,染料上染性能较好;当染色温度从130℃提高到135℃时,分配系数K降低,染料对纤维的染色亲和力降低,染色热值为负,染色过程为放热过程,染料上染性能较差。阻燃聚酯纤维采用分散蓝染料的染色温度不宜超过130℃。

冷凝器壁面滴状冷凝的热力学机理及最佳接触角

应用自由能判据证明了冷凝器壁面液滴的力学平衡条件与接触角有关，进而证明了当壁面液滴与壁面的接触角大于９０°时，冷凝器壁面液滴的化学势将小于同曲率的球形液滴的化学势；另外，在相同饱和比下，壁面液滴的临界半径也小于球形液滴的临界半径．而在接触角小于９０°时，情况则恰好相反．正是由于这双重原因，使得滴状冷凝的传热性能大大优于膜状冷凝的传热性能，并由此求出了冷凝器壁面液滴的最佳接触角．

基于热力学机理与生产数据挖掘相结合的受热面积灰程度的研究

为实现对燃煤锅炉各对流受热面的积灰程度的监测,以热力学为基础,对锅炉的燃烧特性、对流受热面的积灰特性及工质吸热特性进行热平衡机理分析,确定了表征受热面的积灰程度的特征参数。用相关性分析、回归分析和正态分布等方法对大量实际生产数据进行挖掘,得到了特征参数与积灰程度的关联特性,建立了描述受热面的积灰程度的数学模型。测试结果表明,该模型能较好地反映受热面的积灰程度,能为实现按需吹灰,节约能源提供参考。

晶体材料力学性能的热力学微观机理及本构方程的研究I.弹性部分

提出晶体材料力学性能的热力学微观机理 ,推导并得到有关晶体材料力学性能的一些重要关系式。对金属单晶材料的弹性性能及本构关系进行了研究 ,得到的结果和数据与实际现象和试验结果相一致。

晶体材料力学性能的热力学微观机理及本构方程的研究II.塑性部分

提出晶体材料塑性行为的热力学微观机理 ,并对金属单晶材料的塑性行为及本构关系进行了研究 ,得到的一些重要定量关系不仅能解释和统一现有理论 ,而且与各种实际现象相符合。

茚虫威对映体分离及手性拆分热力学研究

在纤维素-三-（3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯）（Chiralcel OD-H）手性柱上对茚虫威对映体的分离进行了研究。考察了流动相中改性剂种类和浓度、流速及柱温对分离效果的影响,并对茚虫威对映体与固定相之间保留和分离的热力学机理进行了讨论。结果表明,以正己烷-异丙醇（85∶15）为流动相,柱温为25℃,流速1.0 mL.min^-1时,茚虫威对映体能获得基线分离,分离因子（α）和分离度（Rs）分别为1.50和3.49;分别以5种体积分数均为15%的醇改性正己烷,分离因子的变化顺序为：异丁醇〈异丙醇〈乙醇〈正丁醇〈正丙醇,正丙醇的分离因子为1.67,证明醇的极性和空间位阻同时影响拆分效果;在0.4-1.1 mL.min^-1的流速范围内,分离度（Rs）随着流速的增大而逐渐减小;当柱温为15-35℃时,分离因子随着温度的升高呈降低趋势,两对映体的lnα与1/T呈良好的线性关系,手性拆分过程受焓的控制。

乳氟禾草灵对映体分离及手性拆分热力学研究

以正己烷-异丙醇为流动相,在直链淀粉-三[(S)-α-甲苯基氨基]甲酸酯涂敷型手性固定相上,对乳氟禾草灵R、S对映体进行分离,考察了流动相组成、柱温对其保留和分离的影响;对乳氟禾草灵对映体与固定相之间的保留和分离的热力学机理进行了讨论。实验结果表明,柱温为25℃、正己烷-异丙醇(体积比为90:10)为流动相、流速为0.6mL/min时乳氟禾草灵两对映体得到基线分离。分离温度在25℃～40℃内,两对映体的lnα与1/T呈线性关系,手性拆分过程受焓的控制。

高效液相色谱法拆分手性农药及其热力学研究

研究了以正己烷-异丙醇为流动相,在直链淀粉-三(3,5-二甲基氨基甲酸酯)(Chiralpak AD-H)手性柱中,对有机磷农药O,O-二甲基-1-(3-三氟甲基苯氧乙酰氧基)乙基膦酸酯外消旋体进行了拆分,考察了流动相组成、柱温等对O,O-二甲基-1-(3-三氟甲基苯氧乙酰氧基)乙基膦酸酯对映体的保留和分离的影响;对O,O-二甲基-1-(3-三氟甲基苯氧乙酰氧基)乙基膦酸酯R、S对映体与固定相之间的保留和分离的热力学机理进行了讨论。

TiO_2/聚砜超滤膜成膜热力学及成孔剂溶出动力学研究

采用浊点滴定法,通过控制改性剂TiO_2浓度及环境温度研究L-S相转化法成膜过程热力学机理。以PEG为成孔剂,采用L-S相转化法制备聚砜超滤膜,通过控制改性剂TiO_2的浓度、凝胶浴温度及溶出时间研究L-S相转化法成膜过程中PEG的溶出动力学。实验结果表明:随着铸膜液中TiO_2浓度的升高,浊点曲线逐渐靠近溶剂轴,铸膜液对非溶剂的容纳能力降低;浊点曲线随滴定温度的升高逐渐远离溶剂轴,铸膜液对非溶剂的容纳能力提高。随着TiO_2浓度的升高,成膜过程中PEG的溶出量逐渐升高,PEG的溶出速率逐渐增大; PEG的溶出量随凝胶浴温度的升高逐渐降低,溶出速率逐渐减小;随着溶出时间的延长,PEG的溶出量逐渐增加并趋于稳定,PEG溶出速率减小。

TiO_2/聚砜超滤膜成膜热力学及成孔剂溶出动力学研究

采用浊点滴定法,通过控制改性剂TiO_2浓度及环境温度研究L-S相转化法成膜过程热力学机理。以PEG为成孔剂,采用L-S相转化法制备聚砜超滤膜,通过控制改性剂TiO_2的浓度、凝胶浴温度及溶出时间研究L-S相转化法成膜过程中PEG的溶出动力学。实验结果表明:随着铸膜液中TiO_2浓度的升高,浊点曲线逐渐靠近溶剂轴,铸膜液对非溶剂的容纳能力降低;浊点曲线随滴定温度的升高逐渐远离溶剂轴,铸膜液对非溶剂的容纳能力提高。随着TiO_2浓度的升高,成膜过程中PEG的溶出量逐渐升高,PEG的溶出速率逐渐增大;PEG的溶出量随凝胶浴温度的升高逐渐降低,溶出速率逐渐减小;随着溶出时间的延长,PEG的溶出量逐渐增加并趋于稳定,PEG溶出速率减小。

矿坑煤层自燃机理及防治措施研究

通过对平庄煤业(集团)公司西露天煤矿的地质灾害调查,分析了煤层自燃的化学热力学机理和影响因素。通过对煤中硫的赋存状态及含量、煤岩成分及变质程度、含煤地层构造的发育程度等的分析,阐述了煤层自燃的内部因素;通过对通风、降雨、气温、挖掘等的分析,论述了煤层自燃的外部影响条件。

焦炉烟气湿法钢渣联合脱硫脱硝工艺及机理研究

富含氧化钙和氧化镁的废钢渣有望成为低成本硫和氮氧化物的碱性吸收剂而用于废气的净化。本文测试和分析了首钢转炉钢渣的成分,将其制成钢渣浆料用于焦炉烟气的联合脱硫脱硝;设计和制作了鼓泡反应装置;研究了湿法钢渣浆料脱除NO和SO_2的工艺和机理,并采用HSC Chemistry 6.0软件对相关反应做了热力学分析。结果表明,钢渣中碱性物质具有脱硫和脱硝作用;此时在反应器内的气-液-固三相体系中发生的化学脱除反应,大部分为自发放热反应;在303.15 K时,固含量8%的钢渣浆液对焦炉烟气的SO_2的脱除率可达97%,NO的脱除率却仅为10.1%,温度升高,SO_2和NO的脱除率下降。为了进一步解决其中NO脱除率低的问题,设计将氧气配入到烟气中,氧化NO成易于被浆料吸收和转化的氮氧化物,并同时在浆料中添加高锰酸钾做氧化助剂。结果表明,它们的存在使脱硝率得到了大幅提高,当O_2体积浓度为5%,高锰酸钾质量分数为2%时,SO_2和NO的总脱除率分别达到了98%和96%,使焦炉烟气的联合脱硫脱硝的应用成为可能,从而为钢渣脱硫和脱硝的理论研究及实际应用奠定了良好基础。

水热合成条件下氧化物组分反应机理研究

采用水热合成技术制备蒸压加气混凝土砌块、板材等是高效利用废弃物的有效手段,然而建筑废弃物中多元、复杂的化学组成限制了相关技术的应用。本文针对废弃物中常见的氧化镁、氧化钙、氧化硅和氧化铝等氧化物的反应顺序,从热力学角度研究了CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO-H_2O体系在水热条件下的反应机理,结果表明:在CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO-H_2O体系中,MgO优先于Al_2O_3反应生成Mg_3Al_2(SiO_4)_2(OH)_4;Mg^(2+)反应完全后,剩余的Al_2O_3继续与CaO及SiO_2富集区生成的水化硅酸钙反应生成水化铝酸三钙,当Mg^(2+)过量时,Mg^(2+)还会促进C-S-H的生成和托贝莫来石的转变。

输电线路导线覆冰的国内外研究现状

总结了目前国内外输电线路导线覆冰的研究现状。文中介绍了导线覆冰造成的危害、覆冰的性质与导线舞动的机理及国内外导线防、除冰的技术 ;

高温高硫矿床矿石自燃危险性的评价

高温高硫矿床开采中矿石自燃危险性的准确评价一直是一个难题 ,探讨了多指标综合评判的新方法。实例分析表明 ,该方法具有较好的效果。

Reaction mechanisms of low-grade molybdenum concentrate during calcification roasting process

The effects of Ca-based additives on roasting properties of low-grade molybdenum concentrate were studied. The resultsshow that calcium-based additives can react with molybdenum concentrate to form CaSO4 and CaMoO4. The initial oxidationtemperature of MoS2 is 450℃, while the formation of CaMoO4 and CaSO4 occurs above 500℃. The whole calcification reactionsare nearly completed between 600 and 650℃. However, raising the temperature further helps for the formation of CaMoO4 but isdisadvantageous to sulfur fixing rate and molybdenum retention rate. Calcification efficiency of Ca-based additives follows theorder： Ca（OH）2〉CaO〉CaCO3. With increasing the dosage of Ca（OH）2, the molybdenum retention rate and sulfur-fixing rate rise, butexcessive dosages would consume more acid during leaching process. The appropriate mass ratio of Ca（OH）2 to molybdenumconcentrate is 1：1. When roasted at 650 ℃ for 90 min, the molybdenum retention rate and the sulfur-fixing rate of low-grademolybdenum concentrate reach 100% and 92.92%, respectively, and the dissolution rate of molybdenum achieves 99.12% withcalcines being leached by sulphuric acid.